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JP3689097B2 - Charged beam drawing apparatus and drawing method - Google Patents
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Description

本発明は、複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置及び描画方法に関する。   The present invention relates to a multi-beam type charged beam drawing apparatus and a drawing method having a plurality of charged beam optical systems.

従来より、電子ビーム描画装置は、先端デバイス開発に広く用いられている。この電子ビーム描画装置は、電子ビームを電磁的に若しくは静電的に偏向させ、所望の図形を試料上に描画するものである。しかしながら、単にビームを偏向した場合には、図25(a)に示すような偏向歪みが生じる。このため、描画に先立ち、図25(b)に示すように、描画位置の調整を行う必要がある。   Conventionally, an electron beam drawing apparatus has been widely used for advanced device development. This electron beam drawing apparatus draws a desired figure on a sample by deflecting an electron beam electromagnetically or electrostatically. However, when the beam is simply deflected, a deflection distortion as shown in FIG. Therefore, prior to drawing, it is necessary to adjust the drawing position as shown in FIG.

描画位置の調整は一般的に以下のように行う。即ち、ビームの偏向距離分だけステージを動かし、ステージ上に設けたマークを検出し得るように、偏向電極若しくはコイルに印加する電圧若しくは電流を決定する。この際、ビーム調整に用いるマークとしては、マークと下地基板の原子番号の違いや凹凸による反射電子率の違いを利用したものがある。ビーム偏向領域の大きさは通常百μmから数mmであり、偏向領域を越える範囲に描画を行う場合には、ビーム偏向領域内にステージを移動して描画を行う。   The drawing position is generally adjusted as follows. That is, the stage is moved by the beam deflection distance, and the voltage or current applied to the deflection electrode or coil is determined so that the mark provided on the stage can be detected. At this time, as marks used for beam adjustment, there are marks that use the difference in atomic number between the mark and the base substrate and the difference in the reflected electron rate due to unevenness. The size of the beam deflection region is usually from 100 μm to several mm. When drawing is performed in a range exceeding the deflection region, drawing is performed by moving the stage into the beam deflection region.

なお、図中の201は歪みを持った偏向領域、202は歪みを修正した偏向領域を示している。   In the figure, 201 indicates a deflection region having distortion, and 202 indicates a deflection region in which distortion is corrected.

また、半導体装置の作製においては、同一基板に形成された下地パターンに対して、重ね合わせ露光を行うのが一般的である。このような場合、下地基板上に設けられたマークの位置検出を行う必要がある。位置検出用マークとしては、上記描画位置の調整と同様に、マークの凹凸やマークと下地基板の原子番号の違いによる反射電子率の差を利用したものがある。このマークに電子ビームを走査し、反射電子信号の強弱を測定することによって、マーク位置の検出を行う。   In manufacturing a semiconductor device, overlay exposure is generally performed on a base pattern formed on the same substrate. In such a case, it is necessary to detect the position of the mark provided on the base substrate. As the position detection mark, there is a mark using the difference in the reflected electron rate due to the unevenness of the mark or the difference in atomic number between the mark and the base substrate, as in the adjustment of the drawing position. The mark position is detected by scanning the mark with an electron beam and measuring the intensity of the reflected electron signal.

近年、高スループットを目指した電子ビーム描画装置の技術開発が行われている。この中でも、複数の電子ビーム光学系を持つマルチビーム方式は有力である。このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、1本のビームで描画するのではなく、複数のビームで描画を行うために、描画スループットが格段に向上すると期待される。   In recent years, technical development of electron beam lithography systems aiming at high throughput has been performed. Among these, the multi-beam method having a plurality of electron beam optical systems is promising. In this multi-beam type electron beam drawing apparatus, since drawing is performed with a plurality of beams instead of drawing with one beam, it is expected that the drawing throughput will be remarkably improved.

マルチビーム方式は、各光学系でビームの調整が必要となるため、個々のビーム調整を順次行った場合には、莫大な時間がかかる。このため、上記描画位置の調整や重ね合わせ露光においては、複数のビームについて、同時にマーク検出を行う必要がある。しかしながら、複数のビームで同時にマーク検出を行うと、他のマークから反射電子の影響によって、正確な位置合わせができないという問題があった。   Since the multi-beam method requires beam adjustment in each optical system, it takes an enormous amount of time when individual beam adjustments are performed sequentially. For this reason, in the adjustment of the drawing position and the overlay exposure, it is necessary to simultaneously detect the marks for a plurality of beams. However, if mark detection is performed simultaneously with a plurality of beams, there is a problem that accurate alignment cannot be performed due to the influence of reflected electrons from other marks.

即ち、一つの電子光学系は、図26に示すように、電子銃1・ビームブランキング系3,4・ビーム偏向系5a,5b・ビーム調整用レンズ系2a,2b,2c・反射電子検出器6からなっている。図27にビーム調整用マークの概観を示す。図27の(a)は平面図、(b)は断面図である。マーク位置検出を行う場合には、図28に示すように、各電子ビーム光学系13に対応する描画領域12にマーク10をそれぞれ設け、複数のマーク10上に同時にビーム走査を行い、ビーム走査位置とそれに対応する反射電子信号から、マーク位置を検出する。従来の電子ビーム光学系では、図29に示すように、複数の電子ビーム7で同時にマークの検出を行った場合には、本来のマークからの反射電子8と共に、他のマークからの反射電子9が横方向から検出器6に侵入してくるため、個々のマーク位置検出は困難である。   That is, as shown in FIG. 26, one electron optical system includes an electron gun 1, a beam blanking system 3, 4, a beam deflection system 5a, 5b, a beam adjusting lens system 2a, 2b, 2c, and a reflected electron detector. It consists of six. FIG. 27 shows an overview of the beam adjustment mark. FIG. 27A is a plan view and FIG. 27B is a cross-sectional view. When the mark position is detected, as shown in FIG. 28, the mark 10 is provided in the drawing region 12 corresponding to each electron beam optical system 13, the beam scanning is simultaneously performed on the plurality of marks 10, and the beam scanning position is detected. The mark position is detected from the reflected electron signal corresponding thereto. In the conventional electron beam optical system, as shown in FIG. 29, when a mark is detected simultaneously with a plurality of electron beams 7, reflected electrons 8 from the original mark and reflected electrons 9 from other marks are used. Enters the detector 6 from the lateral direction, so that it is difficult to detect individual mark positions.

この対策として、各々の電子ビーム光学系毎に位置検出のタイミングをずらす方法や、チップ毎に位置合わせを行わずに複数のチップをまとめて位置合わせする方法が提案されている。しかしながら、これらの方法では、装置構成が複雑になるほか、全ての電子ビーム光学系で同時にマーク検出を行う場合に比べて、マーク検出に時間がかかるとの問題があった。   As countermeasures, there have been proposed a method of shifting the position detection timing for each electron beam optical system and a method of aligning a plurality of chips without performing alignment for each chip. However, these methods have a problem in that the apparatus configuration is complicated, and it takes a longer time to detect the mark than in the case where mark detection is simultaneously performed in all electron beam optical systems.

一方、マルチビーム方式は、光ステッパやX線露光のように一括露光ではないため、各鏡筒でビームの調整が必要となる。電子ビーム源を一つしか持たない従来の電子ビーム描画装置の場合、描画位置調整用のマークは一つしか用いていなかった。しかしながら、マルチビーム描画装置においては、多くのビーム調整を行わねばならないために、一つのマークを共用した場合には、ビーム調整に多くの時間を要する。このため、マルチビーム描画装置では、各電子ビーム光学系に対応した基準マークを持ち、各鏡筒毎にビーム調整を行う方法を採用しなければならない。   On the other hand, since the multi-beam method is not a batch exposure like an optical stepper or an X-ray exposure, it is necessary to adjust the beam in each lens barrel. In the case of a conventional electron beam drawing apparatus having only one electron beam source, only one mark for drawing position adjustment is used. However, in a multi-beam drawing apparatus, since many beam adjustments must be performed, when one mark is shared, it takes a lot of time for beam adjustment. For this reason, in the multi-beam drawing apparatus, it is necessary to employ a method of having a reference mark corresponding to each electron beam optical system and performing beam adjustment for each lens barrel.

しかしながら、前述の各電子ビーム光学系に対応した基準マークによって、各鏡筒毎にビーム調整を行う方法では、以下のような問題が生じる。即ち、チップサイズはデバイスの種類によってまちまちであり、必ずしも一つのチップに一つの電子ビーム源を対応させる訳ではない。図30のように、電子ビーム光学系211の配置ピッチ(より具体的には、一つの電子ビーム光学系による描画領域212)よりも大きなパターン213を描画する場合は、複数の電子ビーム光学系211を用いて、一つのパターン213を描画することになる。例えば、10mmピッチで電子ビーム光学系を配置した場合、チップサイズが20mm角を越える場合には4個以上の電子ビーム光学系を用いて描画することになる。また、フォトマスクのように、一辺が150mmを越えるような試料を描画する場合には、さらに多くの電子ビームで描画することになる。   However, in the method of performing beam adjustment for each lens barrel using the reference marks corresponding to the electron beam optical systems described above, the following problems occur. That is, the chip size varies depending on the type of device, and one electron beam source does not necessarily correspond to one chip. As shown in FIG. 30, when drawing a pattern 213 larger than the arrangement pitch of the electron beam optical system 211 (more specifically, the drawing region 212 by one electron beam optical system), a plurality of electron beam optical systems 211 are drawn. One pattern 213 is drawn using. For example, when the electron beam optical system is arranged at a pitch of 10 mm, when the chip size exceeds 20 mm square, drawing is performed using four or more electron beam optical systems. Further, when drawing a sample having a side exceeding 150 mm, such as a photomask, writing is performed with a larger number of electron beams.

ここで、各電子ビーム光学系の基準マーク214の位置が図31(a)のように理想的に配置されている場合は問題ない。しかしながら、実際は図31(b)のように歪んでいるはずであり、この基準マークを基に描画されたパターンは図32のように、歪んだ形状となってしまう。この場合、一つのチップを複数の電子ビーム源で描画した場合には、図33に示すように、隣接する電子ビーム光学系の描画領域境界でつなぎ精度が問題となる。なお、215が一つの描画領域、216は描画領域境界、217は描画パターンである。   Here, there is no problem when the position of the reference mark 214 of each electron beam optical system is ideally arranged as shown in FIG. However, in actuality, it should be distorted as shown in FIG. 31B, and the pattern drawn based on this reference mark will be distorted as shown in FIG. In this case, when one chip is drawn with a plurality of electron beam sources, as shown in FIG. 33, there is a problem in the connection accuracy at the drawing region boundary between adjacent electron beam optical systems. Reference numeral 215 denotes one drawing area, 216 denotes a drawing area boundary, and 217 denotes a drawing pattern.

描画精度上は、この偏向領域のつなぎ精度が重要となる。これは、幾らビームの最小寸法が小さくとも、つなぎ精度が悪い場合には設計データ通りの図形を試料上に描画することができないからである。   For the drawing accuracy, the connecting accuracy of the deflection regions is important. This is because even if the minimum dimension of the beam is small, a figure as designed data cannot be drawn on the sample if the connection accuracy is poor.

上述したように、前記したマルチビーム方式は、ステッパのような一括露光ではないため、各鏡筒でビームの調整が必要になる。マルチビーム描画装置の各電子ビーム源は独立した電子光学系を有しているため、個々にビーム調整を行っても、異なる電子ビーム源の間ではつなぎ精度が劣化するという問題があった。その上、チップサイズはデバイスの種類によってまちまちであり、必ずしも一つのチップに一つの電子ビーム源を対応させるような方式は合理的でない。1チップを複数の電子ビーム源で描画する状況となることは必然であるが、このとき電子ビーム源毎のビーム特性の違いからビーム偏向境界領域でのつなぎ精度が劣化するという問題が生じる。   As described above, the multi-beam method described above is not a batch exposure like a stepper, so that it is necessary to adjust the beam in each lens barrel. Since each electron beam source of the multi-beam drawing apparatus has an independent electron optical system, there is a problem in that even if beam adjustment is performed individually, the connection accuracy is deteriorated between different electron beam sources. In addition, the chip size varies depending on the type of device, and it is not always reasonable to make one electron beam source correspond to one chip. Although it is inevitable that one chip is drawn with a plurality of electron beam sources, there arises a problem that connection accuracy in the beam deflection boundary region is deteriorated due to a difference in beam characteristics for each electron beam source.

このように、従来のマルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、各電子ビーム光学系の配置ピッチよりも大きな描画領域を必要とするパターン描画の際には、描画されたパターンが歪んだり、隣接する電子ビームの描画領域でのつなぎ精度が悪くなるという問題があった。   As described above, in a conventional multi-beam type electron beam drawing apparatus, when drawing a pattern that requires a drawing area larger than the arrangement pitch of each electron beam optical system, the drawn pattern is distorted or adjacent. There has been a problem that the connecting accuracy of the electron beam writing region is deteriorated.

なお、これらの問題は電子ビーム描画装置に限らず、荷電ビームとしてイオンビームを用いたイオンビーム描画装置についても同様に言えることである。   These problems are not limited to the electron beam drawing apparatus, but can be similarly applied to an ion beam drawing apparatus using an ion beam as a charged beam.

本発明は、上記の事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、描画領域境界でのつなぎずれを無くすことができ、描画精度の向上をはかり得るマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and the object of the present invention is to eliminate multi-beam charge beams at the boundary of the drawing area and improve the drawing accuracy. To provide a drawing apparatus and a drawing method.

(構成)
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
(Constitution)
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.

(1)複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置において、複数の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群と、前記試料台上の移動により基準マーク群を移動する手段と、移動した基準マークに荷電ビームを走査し、各基準マークの位置を測定する手段と、測定された各基準マークの相対的な位置関係を記憶する手段と、記憶された各基準マークの相対的な位置関係に基づき各荷電ビームの描画領域の位置を補正する手段と、補正された描画位置に基づいて描画を行う手段とを具備してなることを特徴とする。   (1) In a multi-beam type charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, reference mark groups respectively provided on the sample table corresponding to the plurality of charged beam optical systems, and movement on the sample table Means for moving the reference mark group, means for scanning the moved reference mark with a charged beam, measuring the position of each reference mark, means for storing the relative positional relationship of each measured reference mark, Characterized in that it comprises means for correcting the position of the drawing area of each charged beam based on the relative positional relationship of each stored reference mark, and means for drawing based on the corrected drawing position. To do.

さらに、複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置であって、各々の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群を用いて描画位置の補正を行う荷電ビーム描画方法において、複数の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行う工程と、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行う工程と、基準マーク群の相対的な位置関係を計算する工程と、該計算結果に基づき、各荷電ビーム光学系の描画領域の位置を補正する工程と、該補正された描画位置に描画を行う工程とを含むことを特徴とする。   Further, a multi-beam type charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, wherein the drawing position is corrected by using a reference mark group provided on the sample stage corresponding to each charged beam optical system. In the charged beam writing method, the mark position detection using a plurality of charged beam optical systems, the mark position detection using a reference mark of an adjacent charged beam optical system, and the relative position of the reference mark group The method includes a step of calculating a positional relationship, a step of correcting a position of a drawing region of each charged beam optical system based on the calculation result, and a step of drawing at the corrected drawing position.

(2)複数の荷電ビーム源を用いて描画を行うマルチビーム方式の荷電ビーム描画方法において、隣接する荷電ビーム源の偏向境界領域が互いに重なりを持つよう描画することを特徴とする。さらに、重なり領域の照射量補正をすることを特徴とする。   (2) In a multi-beam type charged beam drawing method in which drawing is performed using a plurality of charged beam sources, drawing is performed such that deflection boundary regions of adjacent charged beam sources overlap each other. Furthermore, the irradiation amount correction of the overlapping area is performed.

(作用)
上記の(1)の構成であれば、各々の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行った後に、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行い、これにより隣接する荷電ビーム光学系の描画領域との相対的な位置関係を測定し、実際の描画では描画位置を補正して描画を行うことにより、つなぎ精度が改善し、高精度な描画を行うことが可能となる。
(Function)
With the configuration of (1) above, after the mark position is detected by each charged beam optical system, the mark position is detected using the reference mark of the adjacent charged beam optical system, whereby the adjacent charged beam is detected. By measuring the relative positional relationship with the drawing area of the optical system and performing drawing by correcting the drawing position in actual drawing, the connecting accuracy is improved and high-precision drawing can be performed.

上記の(2)の構成であれば、隣接する荷電ビーム源の偏向領域境界に重なりを持たせ、重なり領域の照射量を補正することにより、荷電ビーム源毎のビーム特性の違いに起因する描画領域のつなぎずれを解消し、描画精度の向上をはかることが可能となる。   With the configuration of (2) above, drawing is caused by a difference in beam characteristics for each charged beam source by overlapping the deflection region boundary between adjacent charged beam sources and correcting the irradiation amount of the overlapping region. It is possible to eliminate the region shift and improve the drawing accuracy.

以上詳述したように本発明によれば、マルチビーム方式の描画装置において各荷電ビーム光学系の配置ピッチよりも大きな描画領域を必要とするパターン描画の場合でも、複数の荷電ビーム光学系で描画を行う場合でも、特に荷電ビームの描画領域境界でのつなぎ精度が改善し、高精度な描画を行うことが可能となる。   As described above in detail, according to the present invention, even in the case of pattern drawing that requires a drawing region larger than the arrangement pitch of each charged beam optical system in a multi-beam type drawing apparatus, drawing is performed with a plurality of charged beam optical systems. Even in the case of performing the above, particularly the connecting accuracy of the charged beam at the boundary of the drawing region is improved, and high-precision drawing can be performed.

発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例を説明する。   Before describing embodiments of the invention, reference examples of the present invention will be described.

(参考例)
図1は、本発明の参考例に係わるマルチビーム方式電子ビーム描画装置における1つの電子ビーム光学系を示す図である。この電子ビーム光学系は、電子銃1、ビームブランキング系3,4、ビーム偏向系5a,5b、ビーム調整用レンズ系2a,2b,2c、反射電子検出器6からなっている。
(Reference example)
FIG. 1 is a diagram showing one electron beam optical system in a multi-beam type electron beam drawing apparatus according to a reference example of the present invention. This electron beam optical system includes an electron gun 1, beam blanking systems 3 and 4, beam deflection systems 5a and 5b, beam adjusting lens systems 2a, 2b and 2c, and a reflected electron detector 6.

マーク位置検出を行う場合には、各電子ビームに対応したマーク上にビーム走査を行う。しかしながら、従来の電子ビーム光学系では、前記図31に示すように反射電子検出器がむき出しの状態になっている。このため、複数の電子ビームでマークを検出を行った場合には、他のマークからの反射電子が横方向から検出器に侵入してくるため、個々のマーク位置検出は困難になる。   When performing mark position detection, beam scanning is performed on the mark corresponding to each electron beam. However, in the conventional electron beam optical system, the reflected electron detector is exposed as shown in FIG. For this reason, when a mark is detected with a plurality of electron beams, reflected electrons from other marks enter the detector from the lateral direction, making it difficult to detect individual mark positions.

これに対し本参考例では、図1に示すように、反射電子検出器6にコリメータ11が取り付けてある。このため、図2に示すように、複数のビーム7で同時にマーク10の位置検出を行った場合でも、対応するマーク10からの反射電子8は従来と同様に検出しながら、他のマーク10からの反射電子9の侵入を防止することができる。偏向歪みの補正のように、ビームを数mmの範囲で偏向した場合でも、開口角を調整することによって、他のマーク10からの反射電子9のみを除去することが可能となる。   On the other hand, in this reference example, a collimator 11 is attached to the backscattered electron detector 6 as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 2, even when the positions of the marks 10 are simultaneously detected with a plurality of beams 7, the reflected electrons 8 from the corresponding marks 10 are detected from the other marks 10 while being detected in the same manner as in the prior art. Intrusion of the reflected electrons 9 can be prevented. Even when the beam is deflected within a range of several mm as in the correction of deflection distortion, only the reflected electrons 9 from other marks 10 can be removed by adjusting the aperture angle.

このように本参考例では、反射電子検出器6に取り付けられたコリメータ11により、他のマーク10からの反射電子9を除去することが可能となる。このため、多数の電子ビーム7により同時に位置合わせを行った場合でも、個々の電子ビームで独立にマーク位置検出を行うことができ、描画時間を大幅に短縮することが可能となる。   As described above, in the present reference example, the reflected electrons 9 from the other marks 10 can be removed by the collimator 11 attached to the reflected electron detector 6. For this reason, even when the alignment is simultaneously performed by a large number of electron beams 7, the mark position can be detected independently by each electron beam, and the drawing time can be greatly shortened.

次に、参考例より具体的な例について説明する。   Next, a specific example will be described from the reference example.

(参考例1−1)
図3は、本参考例で用いたマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。図中13は電子ビーム光学系、図中14は試料、15は試料室、16はステージ、17は基準マーク、18は制御回路、19は制御計算機、50はステージ測長系である。
(Reference Example 1-1)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam type electron beam drawing apparatus used in this reference example. In the figure, 13 is an electron beam optical system, 14 is a sample, 15 is a sample chamber, 16 is a stage, 17 is a reference mark, 18 is a control circuit, 19 is a control computer, and 50 is a stage length measurement system.

本描画装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は150mm角であり、10mmピッチで15×15個、計225個の電子ビーム光学系が配置されている。ビーム偏向系13は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビーム光学系13の描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。   The accelerating voltage of the drawing apparatus is 10 kV. Further, the drawing possible range is 150 mm square, and a total of 225 electron beam optical systems are arranged at 15 × 15 pitches at a pitch of 10 mm. The beam deflection system 13 has a main / sub / two-stage configuration based on electrostatic deflection, and the size of each deflection region is 500 μm for the main deflection and 100 μm for the sub-deflection. The drawing area of each electron beam optical system 13 is ± 5 mm with the electron gun as the center, and this drawing area is drawn with 400 main deflection areas.

ステージ16上には、前記図28に示すようにビーム調整用マークが設けられている。このマークは各電子ビーム光学系13と一対を成すように対応して15×15個あり、各電子ビーム光学系13の描画領域内に1個設けた。マークの形状は、前記図27に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんで形成した。マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。   On the stage 16, a beam adjustment mark is provided as shown in FIG. There are 15 × 15 marks corresponding to each electron beam optical system 13 so as to form a pair, and one mark is provided in the drawing region of each electron beam optical system 13. The mark has a cross shape as shown in FIG. 27, and was formed by digging a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm.

本参考例においては、各電子ビーム光学系13の反射電子検出器6に、図1のようにコリメータ11を設けた。このコリメータ11は、筒状をしている。   In this reference example, the collimator 11 is provided in the backscattered electron detector 6 of each electron beam optical system 13 as shown in FIG. The collimator 11 has a cylindrical shape.

ここでは、このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の偏向歪み補正について図4を用いて説明する。偏向歪み補正は以下の要領で行った。   Here, deflection distortion correction of the multi-beam type electron beam drawing apparatus will be described with reference to FIG. The deflection distortion correction was performed as follows.

まず、500μmの主偏向領域を50μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マーク20が来るようにステージを移動させる。次いで、ビームを偏向し、マーク20上に走査する。ビームの偏向量とマーク位置から、マーク中心における偏向電圧を計算する。図中22に示すように、順次基準マークを移動させ、偏向量を記憶する。同様の操作を、大きさ100μm角の副偏向領域についても行った。この時、メッシュのサイズは5μmとした。   First, the main deflection area of 500 μm is divided into 50 μm meshes, and the stage is moved so that the reference mark 20 is on the lattice point. The beam is then deflected and scanned over the mark 20. The deflection voltage at the mark center is calculated from the beam deflection amount and the mark position. As indicated by reference numeral 22 in the figure, the reference mark is sequentially moved to store the deflection amount. The same operation was performed for the sub-deflection area having a size of 100 μm square. At this time, the mesh size was 5 μm.

上記偏向歪み補正を15×15個のビームについて同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、問題なく行うことができた。このとき、ビーム調整に要した時間は1分であった。15×15個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は225分(約3時間半)を要した。これに対し、本参考例では15×15個のビームについて同時に行った結果、ビーム調整に要する時間を225分の1に短縮することができた。また、偏向歪みの調整後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   As a result of the above-described deflection distortion correction being simultaneously performed on 15 × 15 beams, each electron beam optical system could be performed without any problem. At this time, the time required for beam adjustment was 1 minute. It took 225 minutes (about three and a half hours) when beam adjustment was performed for each of 15 × 15 beams. On the other hand, in this reference example, the time required for beam adjustment could be reduced to 1/225 as a result of simultaneously performing 15 × 15 beams. Moreover, as a result of performing normal drawing after adjusting the deflection distortion, high-precision drawing could be performed.

(参考例1−2)
本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器6に、図5のようにコリメータ23を設けた。本参考例におけるコリメータ23は、参考例1−1と同様に筒状をしているが、個々の反射電子検出器6にではなく、1つの電子ビーム光学系を囲むように設けた。ここでは、このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
(Reference Example 1-2)
In this reference example, the collimator 23 is provided in the backscattered electron detector 6 of each electron beam optical system as shown in FIG. The collimator 23 in this reference example has a cylindrical shape as in the reference example 1-1, but is provided not to each backscattered electron detector 6 but to surround one electron beam optical system. Here, alignment with respect to the base pattern formed on the Si substrate was performed by this multi-beam type electron beam drawing apparatus.

図6に示すように、ウェハ26に複数のチップ25が配列されている。チップサイズは10mm角であり、各々のチップ25の四隅に位置合わせマーク24が配置されている。これらのマーク24は、光露光とプラズマエッチングによってSi基板を堀りこんだ凹型マークであり、マーク24の大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。描画の際には、各電子ビーム光学系で1個のチップを同時に描画する。位置合わせは以下のように行う。   As shown in FIG. 6, a plurality of chips 25 are arranged on the wafer 26. The chip size is 10 mm square, and alignment marks 24 are arranged at the four corners of each chip 25. These marks 24 are concave marks in which a Si substrate is dug by light exposure and plasma etching. The size of the mark 24 is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm. At the time of drawing, one chip is simultaneously drawn by each electron beam optical system. The alignment is performed as follows.

チップ25とは、別の場所に設けられたウェハアライメントマーク27で、ステージ上のウェハ位置を確認する。次いで、ウェハ26上のチップレイアウト情報から、各チップ25内のマーク位置を算出する。算出された各チップ25のマーク位置に基づき、ステージを移動して、マーク位置検出を行う。このようにして、チップ25内の4個のマーク位置を順次検出する。ここでは、チップを電子ビーム光学系と同ピッチで配置したため、特別なことをしなくても、15×15個のビームで同時にマーク位置検出が可能である。   The wafer position on the stage is confirmed by a wafer alignment mark 27 provided at a location different from the chip 25. Next, the mark position in each chip 25 is calculated from the chip layout information on the wafer 26. Based on the calculated mark position of each chip 25, the stage is moved to detect the mark position. In this way, the four mark positions in the chip 25 are sequentially detected. Here, since the chips are arranged at the same pitch as that of the electron beam optical system, it is possible to detect the mark position simultaneously with 15 × 15 beams without doing anything special.

上記位置合わせマーク24の検出を15×15個のビームについて同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、位置合わせを問題なく行うことができた。このとき、1個のビーム調整を要する時間は1分であり、1チップで計4分の時間を要した。15×15個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約12時間を要したのに対し、本参考例では15×15個のビームについて同時に行った結果、位置合わせに要する時間を225分の1に短縮することができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   As a result of detecting the alignment mark 24 for 15 × 15 beams at the same time, it was possible to perform alignment for each electron beam optical system without any problem. At this time, the time required to adjust one beam was 1 minute, and a total of 4 minutes was required for one chip. When the beam adjustment is performed for each of 15 × 15 beams, it takes about 12 hours, whereas in this reference example, the time required for alignment as a result of the simultaneous execution of 15 × 15 beams. Was reduced to 1/225. In addition, as a result of performing normal drawing after alignment, high-precision drawing could be performed.

(参考例1−3)
本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器に、図7に示すように穴の開いた遮蔽板31をコリメータとして用いた。そして、このコリメータ31を、図8に示すように、試料と電子ビーム光学系の間に設置した。なお、図7中の28は電子ビームの通過穴、29は反射電子検出器のための開口部、30は電子ビーム光学系の描画領域を示している。
(Reference Example 1-3)
In this reference example, a shield plate 31 having a hole as shown in FIG. 7 was used as a collimator for the backscattered electron detector of each electron beam optical system. The collimator 31 was placed between the sample and the electron beam optical system as shown in FIG. In FIG. 7, 28 is an electron beam passage hole, 29 is an opening for a backscattered electron detector, and 30 is a drawing region of the electron beam optical system.

上記コリメータ31を用いて、参考例1−2と同様に位置合わせ描画を行ったところ、問題なく位置合わせを行うことができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   When alignment drawing was performed using the collimator 31 in the same manner as in Reference Example 1-2, alignment could be performed without any problem. In addition, as a result of performing normal drawing after alignment, high-precision drawing could be performed.

以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。   The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

(第1の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態について図9のフローチャートを参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、図10,11に示すように、電子ビーム源を8×8の計64個のアレイとした電子ビーム描画装置について、説明する。
(First embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, for the sake of simplicity, an electron beam drawing apparatus will be described in which an electron beam source has a total of 64 arrays of 8 × 8 as shown in FIGS.

まず、本実施形態は、以下の手段を具備していることを特徴とする。   First, this embodiment is characterized by including the following means.

(1) 複数の電子ビーム光学系のうち一つの電子ビーム光学系を選択する(S1)。   (1) One electron beam optical system is selected from a plurality of electron beam optical systems (S1).

(2) 選択した電子ビーム光学系のビームをオフする(S2)。   (2) The beam of the selected electron beam optical system is turned off (S2).

(3) 選択された以外の電子ビーム光学系で順次マーク検出を行う(S3)。   (3) Mark detection is sequentially performed with an electron beam optical system other than the selected one (S3).

(4) 選択された電子ビーム光学系における、他のマークからの反射粒子の干渉を測定する(S4)。   (4) The interference of the reflected particles from other marks in the selected electron beam optical system is measured (S4).

(5) 全ての電子ビーム光学系で上記操作を繰り返す(S5,S6)。   (5) The above operation is repeated for all electron beam optical systems (S5, S6).

(6) 干渉のない電子ビーム光学系同士をグループ化する(S7)。   (6) The electron beam optical systems without interference are grouped (S7).

(7) グループ化された電子ビーム光学系の一つを選択する(S8)。   (7) One of the grouped electron beam optical systems is selected (S8).

(8) 選択された電子ビーム光学系を用い、複数のマーク位置検出を同時に行う(S9)。   (8) A plurality of mark positions are detected simultaneously using the selected electron beam optical system (S9).

(9) 全てのグループで上記操作を繰り返す(S10,S11)。   (9) The above operation is repeated for all groups (S10, S11).

そして、前記S4の工程では、他の電子ビームからの反射電子の干渉を測定する。例えば、選択した電子ビーム光学系を図中の35、この電子ビーム光学系の描画領域を図中の34とした場合、このビームをブランクする。このとき、図中36に示す列の電子ビームでマーク検出を行うと、例えば隣接する図中37に該当する電子ビームの場合には、反射電子が図中35の電子ビーム光学系の反射電子検出器に飛び込んでくる(図10(a))。一方、図中38に示すそれ以外の電子ビーム光学系では、反射電子は検出されないか、検出されたとしても、その量はノイズと同じレベルである(図10(b))。   In step S4, the interference of reflected electrons from other electron beams is measured. For example, when the selected electron beam optical system is 35 in the figure and the drawing region of the electron beam optical system is 34 in the figure, this beam is blanked. At this time, when mark detection is performed with the electron beam in the row indicated by 36 in the figure, for example, in the case of an electron beam corresponding to 37 in the adjacent figure, the reflected electrons are detected by the electron beam optical system in the figure. It jumps into the vessel (Fig. 10 (a)). On the other hand, in the other electron beam optical system shown in FIG. 38, the reflected electrons are not detected, or even if they are detected, the amount is the same level as the noise (FIG. 10B).

次いで、図中39の列の電子ビーム光学系から順次電子ビーム光学系を選択し、同様に反射電子の干渉を測定する(図10(c))。ここでは、例えば隣接する図中40の電子ビーム光学系では反射電子が干渉するが、図中41に示すそれ以外の電子ビーム光学系では反射電子は検出されないものとする(図11(d))。このようにすれば、図中43に示すように、反射電子が干渉する最小単位で求めることができる。この場合、図中43に示す領域内では、同時にマーク検出ができないので、異なるグループ(図中34,37,40,42)になるように設定する(図11(e))。   Next, an electron beam optical system is sequentially selected from the electron beam optical systems in the 39th row in the figure, and the interference of reflected electrons is measured in the same manner (FIG. 10C). Here, for example, reflected electrons interfere in the electron beam optical system 40 in the adjacent figure, but reflected electrons are not detected in the other electron beam optical systems shown in 41 in the figure (FIG. 11 (d)). . In this way, as shown by 43 in the figure, it can be obtained in the minimum unit with which the reflected electrons interfere. In this case, since marks cannot be detected at the same time in the area indicated by 43 in the figure, settings are made so as to be in different groups (34, 37, 40, and 42 in the figure) (FIG. 11 (e)).

前記S7の工程では、図12に示すように、図中43の最小単位を、全電子ビームアレイに適用する。この結果、相互に反射電子の干渉のない電子ビーム群を、4個のグループにすることができる。   In step S7, as shown in FIG. 12, the minimum unit of 43 in the figure is applied to the entire electron beam array. As a result, an electron beam group free from interference of reflected electrons can be made into four groups.

S1〜S7で求められたグループでは、同時にマーク位置検出を行っても、反射電子の干渉がなく、問題なくマーク位置検出を行うことができる。この場合、全ての電子ビーム光学系でマーク検出を行うのに、4回で済むことになる。この結果、64個の全ての電子ビーム光学系についてマーク検出を行う場合に比べ、16分の1にマーク検出に要する時間を低減することができる。この結果、複数の電子ビーム光学系で同時にビーム調整や位置合わせを行うことができ、描画時間を大幅に短縮することが可能となる。なお、ここでは説明を簡単にするために電子ビーム光学系を8×8個のアレイとしたが、電子ビーム光学系がもっと大きな10×10個のアレイであっても、同様にマーク検出を行うことができる。   In the groups obtained in S1 to S7, even if the mark position is detected at the same time, there is no interference of reflected electrons, and the mark position can be detected without any problem. In this case, four times are required to perform mark detection in all electron beam optical systems. As a result, the time required for mark detection can be reduced to 1/16 compared with the case where mark detection is performed for all 64 electron beam optical systems. As a result, beam adjustment and alignment can be performed simultaneously with a plurality of electron beam optical systems, and the drawing time can be greatly shortened. Here, in order to simplify the description, the electron beam optical system is an 8 × 8 array. However, even if the electron beam optical system is a larger 10 × 10 array, mark detection is performed in the same manner. be able to.

次に、第1の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。   Next, a more specific embodiment of the first embodiment will be described.

(実施形態1−1)
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は80mm角であり、10mmピッチで8×8個、計64個の電子ビーム光学系を配置されている。ビーム偏向系は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビームの描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。
(Embodiment 1-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in the present embodiment is as shown in FIG. The acceleration voltage of this device is 10 kV. Further, the drawing possible range is 80 mm square, and 8 × 8, a total of 64 electron beam optical systems are arranged at a pitch of 10 mm. The beam deflection system has a main / sub-stage configuration by electrostatic deflection, and the size of each deflection region is 500 μm for the main deflection and 100 μm for the sub-deflection. The drawing area of each electron beam is ± 5 mm centered on the electron gun, and this drawing area is drawn with 400 main deflection areas.

ステージ上には、前記図30に示すようにビーム調整用マークが設けられている。このマークは各電子ビーム光学系と一対を成すように対応して8×8個あり、各電子光学系の描画領域内に1個設けた。マークの形状及び大きさは、前記図29で説明したのと同じである。   On the stage, a beam adjustment mark is provided as shown in FIG. There are 8 × 8 marks corresponding to each electron beam optical system so as to form a pair, and one mark is provided in the drawing region of each electron optical system. The shape and size of the mark is the same as described with reference to FIG.

本実施形態においては、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の偏向歪み補正を行った。まず、偏向歪み補正に先立ち、電子ビーム光学系のグループ化を行い。以下に、図10,11及び図12を用いながら説明する。   In this embodiment, deflection distortion correction of a multi-beam type electron beam drawing apparatus is performed. First, prior to deflection distortion correction, electron beam optical systems are grouped. This will be described below with reference to FIGS.

1)電子ビーム光学系(図中35)を選択する。   1) Select the electron beam optical system (35 in the figure).

2)この電子ビーム光学系のビームをブランクする。   2) Blank the beam of this electron beam optical system.

3)図中36に示す列の電子ビーム光学系でマーク検出を行う。   3) Mark detection is performed by the electron beam optical system in the row indicated by 36 in the figure.

4)この結果、隣接する図中37に該当する電子ビーム光学系の場合には、反射電子が図中35の電子ビーム光学系の反射電子検出器で検出された。   4) As a result, in the case of the electron beam optical system corresponding to 37 in the adjacent figure, the reflected electrons were detected by the reflected electron detector of the electron beam optical system 35 in the figure.

5)一方、図中38に示すそれ以外の電子ビーム光学系では、殆ど反射電子は検出されなかった。   5) On the other hand, in the other electron beam optical system indicated by 38 in the figure, almost no reflected electrons were detected.

6)次いで、図中39の列の電子ビーム光学系から順次電子ビーム光学系を選択し、同様に反射電子の干渉を測定した。ここでは、隣接する図中40の電子ビームでは反射電子が干渉したが、図中41に示すそれ以外の電子ビーム光学系では反射電子は検出されなかった。   6) Next, an electron beam optical system was sequentially selected from the electron beam optical systems in the 39th row in the figure, and the interference of reflected electrons was measured in the same manner. Here, the reflected electrons interfered with the electron beam 40 in the adjacent figure, but the reflected electrons were not detected in the other electron beam optical systems shown in 41 in the figure.

7)上記の結果、図11(d)図中43に示すような4個の電子ビーム描画領域で構成される反射電子が干渉する最小単位を求めた。   7) As a result of the above, the minimum unit with which the reflected electrons composed of the four electron beam drawing regions as shown by 43 in FIG.

8)図中43に示す領域内を、異なるグループ(図中34,37,40,42)になるように設定した。   8) The area indicated by 43 in the figure was set to be in different groups (34, 37, 40, and 42 in the figure).

9)8)の最少単位を、図12に示すように、8×8個のアレイ中に繰り返して配置した。   9) The minimum unit of 8) was repeatedly arranged in an 8 × 8 array as shown in FIG.

以上の要領で、各グループ内に16個の電子ビーム光学系を持つ4個のグループを作成し、その情報を制御計算機に格納した。   In the manner described above, four groups having 16 electron beam optical systems were created in each group, and the information was stored in the control computer.

次いで、偏向歪み補正は以下の要領で行った。   Next, deflection distortion correction was performed as follows.

1)前記図4に示すように、500μmの主偏向領域を50μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マークがくるようにステージを移動させる。   1) As shown in FIG. 4, the main deflection area of 500 μm is divided into 50 μm meshes, and the stage is moved so that the reference marks are on the lattice points.

2)第1グループの16個のビームを選択する。   2) Select 16 beams of the first group.

3)16個のビームを同時に偏向し、マーク上に走査する。   3) 16 beams are deflected simultaneously and scanned over the mark.

4)ビームの偏向量とマーク位置から、マーク中心における偏向電圧を計算する。   4) The deflection voltage at the mark center is calculated from the beam deflection amount and the mark position.

5)第2グループから第4グループについて、3)〜4)の操作を繰り返し行う。   5) The operations of 3) to 4) are repeated for the second group to the fourth group.

6)図4の22と同様にして基準マークを移動させ、2)〜5)の操作を繰り返し行う。   6) The reference mark is moved in the same manner as 22 in FIG. 4, and the operations 2) to 5) are repeated.

7)1)〜7)と同様の操作を、大きさ100μm角の副偏向領域についても行う。この時、メッシュのサイズは5μmとした。   7) The same operation as in 1) to 7) is performed for the sub-deflection area having a size of 100 μm square. At this time, the mesh size was 5 μm.

上記操作を、8×8個のビームについて、まず第1〜4のグループまで各16個のビームで同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、偏向歪み補正を問題なく行うことができた。この時、1個のビーム調整に要する時間は1分であり、8×8個のビームを4個のグループ別の偏向歪み補正を行うに要した時間は4分であった。8×8個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約1時間を要したのに対し、本実施形態では8×8個のビームについて同時に行った結果、偏向歪み補正に要する時間を約16分の1に短縮することができた。また、偏向歪み補正後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   As a result of performing the above operation on 8 × 8 beams with 16 beams from the first to the fourth groups at the same time, it was possible to correct the deflection distortion of each electron beam optical system without any problems. . At this time, the time required to adjust one beam was 1 minute, and the time required to correct the deflection distortion of each group of 8 × 8 beams by 4 groups was 4 minutes. When the beam adjustment is performed for each 8 × 8 beams, it takes about one hour. In the present embodiment, however, 8 × 8 beams are simultaneously performed, and as a result, deflection distortion correction is required. The time was reduced to about 1/16. In addition, as a result of performing normal drawing after correcting the deflection distortion, high-precision drawing could be performed.

(実施形態1−2)
本実施形態においては、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
(Embodiment 1-2)
In this embodiment, the alignment with respect to the base pattern formed on the Si substrate was performed by a multi-beam type electron beam drawing apparatus.

チップサイズは10mm角であり、前記図6に示すようにチップの四隅に位置合わせマークが配置されている。このマークは、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんだ凹型マークであり、マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。描画の際には、各電子ビーム光学系で1個のチップを同時に描画する。位置合わせは以下のように行う。   The chip size is 10 mm square, and alignment marks are arranged at the four corners of the chip as shown in FIG. This mark is a concave mark in which a Si substrate is dug by light exposure and plasma etching. The mark has a size of 100 μm on one side, a width of 5 μm, and a depth of 2 μm. At the time of drawing, one chip is simultaneously drawn by each electron beam optical system. The alignment is performed as follows.

まず、チップとは別の領域に設けられたウェハアライメントマークを光学的に検出し、ステージ上のウェハ位置を確認する。次いで、ウェハ上のチップレイアウト情報から、各チップ内のマーク位置を算出する。算出された各チップのマーク位置に基づき、まず第1のマーク位置を測定するためにステージを移動させ、第1から第4までのグループ毎に、各チップのマーク位置検出を順次行う。続いて、第2から第4のマーク位置測定を、同様の手順で行った。ここでは、チップを電子ビーム光学系と同ピッチで配置したため、ステージ移動はチップ内のマーク位置に合わせて4回行えばよい。   First, a wafer alignment mark provided in an area other than the chip is optically detected to confirm the wafer position on the stage. Next, the mark position in each chip is calculated from the chip layout information on the wafer. Based on the calculated mark position of each chip, the stage is first moved to measure the first mark position, and the mark position of each chip is sequentially detected for each of the first to fourth groups. Subsequently, the second to fourth mark position measurements were performed in the same procedure. Here, since the chip is arranged at the same pitch as the electron beam optical system, the stage may be moved four times in accordance with the mark position in the chip.

上記位置合わせマークの検出を、8×8個のビームについて、4個のグループ別に同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、位置合わせを問題なく行うことができた。この時、1個のビーム調整を要する時間は15秒であり、1チップで計1分の時間を要した。この結果、8×8個のビームの位置合わせに要した時間は4分であった。8×8個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約1時間を要したのに対し、本実施形態では8×8個のビームについて同時に行った結果、位置合わせに要する時間を約16分の1に短縮することができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   As a result of the detection of the alignment marks being performed simultaneously for each of four groups of 8 × 8 beams, alignment of each electron beam optical system could be performed without any problem. At this time, the time required to adjust one beam was 15 seconds, and a total of 1 minute was required for one chip. As a result, the time required to align the 8 × 8 beams was 4 minutes. When the beam adjustment is performed for each of 8 × 8 beams, it takes about one hour. In the present embodiment, the time required for alignment is the result of performing the operation for 8 × 8 beams at the same time. Was reduced to about 1/16. In addition, as a result of performing normal drawing after alignment, high-precision drawing could be performed.

(実施形態1−3)
本実施形態においては、電子光学系のグループ化を計算機上のシミュレーションによって、行った。実際のデバイス作成においては、試料としてGaAs基板や、Wなどの重金属が成膜されたものが考えられる。計算機によって、電子ビーム光学系のグループ化を行えば、多種多様な基板について、基板が変わる度にグループ化を行う必要がない。
(Embodiment 1-3)
In the present embodiment, grouping of electron optical systems is performed by computer simulation. In actual device fabrication, a GaAs substrate or a heavy metal such as W can be used as a sample. If the electron beam optical system is grouped by a computer, it is not necessary to group various types of substrates every time the substrates are changed.

まず、計算機のプログラム上で、本実施形態で用いたマルチビーム方式の電子ビーム描画装置を再現した。ここでは、図13に示すように、1次元のみの計算を行った。   First, the multi-beam electron beam drawing apparatus used in this embodiment was reproduced on a computer program. Here, as shown in FIG. 13, only one-dimensional calculation was performed.

まず、10kVに加速された電子がSi基板上に入射した場合、図中46に示す列の電子ビーム光学系で順次マーク検出を行った場合に、図中45の電子ビーム光学系に干渉の度合を計算した。ここでは、最も隣接するマークからの反射電子9は、図中45の電子ビーム光学系の反射電子検出器で検出された。一方、最隣接以外のマークからの反射電子9′は図中45の電子ビーム光学系の反射電子検出器では殆ど検出されないとの結果が得られた。この1次元空間での計算結果を、2次元に拡大した結果、図12と同様のグループ化を行うことができた。   First, when electrons accelerated to 10 kV are incident on the Si substrate, when mark detection is sequentially performed by the electron beam optical system in the row 46 in the figure, the degree of interference in the electron beam optical system 45 in the figure is shown. Was calculated. Here, the reflected electrons 9 from the most adjacent mark were detected by a reflected electron detector 45 of the electron beam optical system in the figure. On the other hand, it was found that the reflected electrons 9 'from the marks other than the most adjacent mark were hardly detected by the reflected electron detector 45 of the electron beam optical system in the figure. As a result of enlarging the calculation results in the one-dimensional space into two dimensions, the same grouping as in FIG. 12 could be performed.

計算機でグループ化を行う場合には、試料としてGaAs基板や、Wなどの重金属を想定する場合でも、反射電子の及ぶ範囲は、モンテカルロ計算による反射電子の量や角度のデータから、求めることができる。このため、多種多様な基板について、基板が変わる度にグループ化を行う必要がなくなった。   When grouping by a computer, even when a GaAs substrate or a heavy metal such as W is assumed as a sample, the range covered by the reflected electrons can be obtained from the data of the amount and angle of the reflected electrons by Monte Carlo calculation. . For this reason, it is no longer necessary to group various types of substrates each time the substrates are changed.

上記方法にて、電子ビームのグループ化を行い、実施形態1−2と同様に位置合わせ描画を行ったところ、問題なく位置合わせを行うことができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。   When electron beams were grouped by the above method and alignment drawing was performed in the same manner as in Embodiment 1-2, alignment could be performed without problems. In addition, as a result of performing normal drawing after alignment, high-precision drawing could be performed.

本発明は描画装置や描画方法を限定するものではない。実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって、複数に分割するタイプの描画装置にも、応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。   The present invention does not limit the drawing apparatus and the drawing method. In addition to those shown in the embodiment, for example, the present invention can also be applied to a drawing apparatus that divides one beam into a plurality of parts by an aperture. Further, the present invention does not limit the shape or type of the mark. In addition to those shown in the embodiment, for example, convex marks using heavy metals can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、電子ビーム源を3×3の計9個のアレイとした電子ビーム描画装置について説明する。このとき、各電子ビーム光学系には、図14に示すように、各電子ビーム光学系に対応した基準マークが設けられている。図中の7は電子ビーム、10はマーク、13は電子光学系、52は1個の電子光学系による描画領域である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, in order to simplify the description, an electron beam drawing apparatus will be described in which the electron beam source has a total of nine arrays of 3 × 3. At this time, each electron beam optical system is provided with a reference mark corresponding to each electron beam optical system, as shown in FIG. In the figure, 7 is an electron beam, 10 is a mark, 13 is an electron optical system, and 52 is a drawing region by one electron optical system.

基準マークの位置を前記図31(a)のように、理想的な配置で作ることは難しい。実際には、図31(b)のように歪んでいる。このような基準マークを用いた場合、基準マーク位置がずれているために、1チップを複数の電子ビーム光学系で描画する場合に、各電子ビーム光学系の描画領域境界でパターン位置ずれが発生する。   It is difficult to make the position of the reference mark in an ideal arrangement as shown in FIG. Actually, it is distorted as shown in FIG. When such a reference mark is used, the reference mark position is deviated. Therefore, when one chip is drawn by a plurality of electron beam optical systems, pattern position deviation occurs at the drawing area boundary of each electron beam optical system. To do.

本実施形態では、各電子ビーム光学系の対応する基準マークの位置測定だけではなく、隣接する電子ビーム光学系の基準マーク位置を測定することによって、各基準マークの相対的な位置ずれを測定している。例えば、図中1行目,1列目の基準マークを原点とした時に、前記図32に示すように各基準マークがずれていたとする。なおここでは、説明を簡単にするために、100μmを1として表記する。   In this embodiment, not only the measurement of the position of the reference mark corresponding to each electron beam optical system but also the reference mark position of the adjacent electron beam optical system is measured to measure the relative positional deviation of each reference mark. ing. For example, it is assumed that each reference mark is shifted as shown in FIG. 32 when the reference mark in the first row and the first column in the figure is the origin. Here, in order to simplify the description, 100 μm is represented as 1.

まず、各電子ビーム光学系の中心にマークを移動し、マーク位置の検出を行う。次いで、図15に示すように、電子ビーム光学系のピッチ分だけ、Y方向にマークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。さらに、逆方向にステージを移動し、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。このようにすれば、各列毎に行間の基準マーク位置のXY方向のずれ量を求めることができる。なお、図中の47は固定された電子ビーム配置、48は移動したステージ位置を示している。   First, the mark is moved to the center of each electron beam optical system to detect the mark position. Next, as shown in FIG. 15, the mark is moved in the Y direction by the pitch of the electron beam optical system, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. Further, the stage is moved in the reverse direction, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. In this way, the amount of deviation in the XY direction of the reference mark position between the rows can be obtained for each column. In the figure, 47 indicates a fixed electron beam arrangement, and 48 indicates a moved stage position.

ここで、1行目の各電子ビーム光学系を基準(0,0)とすると、列方向の基準マークの位置は以下のように表すことができる。   Here, assuming that each electron beam optical system in the first row is a reference (0, 0), the position of the reference mark in the column direction can be expressed as follows.

1列目 2列目 3列目
1行目( 0,0) ( 0,0) (0, 0)
2行目( 1,0) (−1,0) (0, 0)
3行目( 0,1) ( 0,1) (1,−1) (×100μm)
次に、図16のように、X方向についてもステージを動かし、行間と同様に、列間のマーク位置ずれ測定を行う。ここで、1列目の各電子ビーム光学系を基準として、1行目の基準マークの位置ずれが以下のように表わせたとする。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (0,0) (0,0)
2nd line (1, 0) (-1, 0) (0, 0)
3rd line (0,1) (0,1) (1, -1) (× 100μm)
Next, as shown in FIG. 16, the stage is moved also in the X direction, and the mark position deviation between the columns is measured in the same manner as between the rows. Here, it is assumed that the positional deviation of the reference mark in the first row can be expressed as follows with reference to each electron beam optical system in the first column.

1列目 2列目 3列目
1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1) (×100μm)
この値を、1回目の測定結果に足しあわせれば、図中1行目,1列目の基準マークを原点とした、各基準マークの相対的位置を求めることができる。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (1,0) (0, -1) (× 100 μm)
If this value is added to the first measurement result, the relative position of each reference mark with the reference mark in the first row and first column in the figure as the origin can be obtained.

1列目 2列目 3列目
1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1)
2行目( 1,0) ( 0,0) (0,−1)
3行目( 0,1) ( 1,1) (1,−2) (×100μm)
この結果を基に、描画領域の位置補正を行えば、各電子ビーム光学系の基準マークが異なることによる描画領域境界でのパターンの位置ずれを低減することができる。上記の例では、基準マークの相対的な位置ずれが0となるようにするには、以下のように描画位置の補正を行えばよい。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (1,0) (0, -1)
2nd line (1, 0) (0, 0) (0, -1)
3rd line (0,1) (1,1) (1, -2) (× 100μm)
If the position of the drawing area is corrected based on this result, the positional deviation of the pattern at the drawing area boundary due to the difference in the reference marks of the electron beam optical systems can be reduced. In the above example, in order to make the relative displacement of the reference mark zero, the drawing position may be corrected as follows.

1列目 2列目 3列目
1行目( 0, 0) (−1, 0) ( 0,1)
2行目(−1, 0) ( 0, 0) ( 0,1)
3行目( 0,−1) (−1,−1) (−1,2) (×100μm)
この描画位置の補正は、各電子ビーム光学系において、ビーム偏向量を変えることによって行う。この結果、補正された描画位置は、図17中の56に示すように、隣接する電子ビーム光学系の描画領域と重なり合うことなく、調整することができる。なお、図中の55は補正前の描画位置、56は補正後の描画位置である。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0, 0) (-1, 0) (0, 1)
2nd line (-1, 0) (0, 0) (0, 1)
3rd line (0, -1) (-1, -1) (-1,2) (× 100 μm)
The drawing position is corrected by changing the amount of beam deflection in each electron beam optical system. As a result, the corrected drawing position can be adjusted without overlapping with the drawing region of the adjacent electron beam optical system, as indicated by 56 in FIG. In the figure, 55 is a drawing position before correction, and 56 is a drawing position after correction.

このようにすれば、各電子ビーム光学系の描画領域境界においても、つなぎ精度が改善することが可能となる。また、各電子ビーム光学系のビーム偏向歪みの調整や、マーク検出は各電子ビーム光学系毎に行えば良いので、マルチビーム描画装置の描画スループットが向上することが可能となる。なお。ここでは説明を簡単にするために、電子ビームを3×3個のアレイとしたが、電子ビームがもっと大きな100×100個のアレイであっても、同様に描画領域の補正を行うことができる。   In this way, it is possible to improve the connecting accuracy even at the drawing region boundary of each electron beam optical system. Further, since adjustment of the beam deflection distortion of each electron beam optical system and mark detection may be performed for each electron beam optical system, the drawing throughput of the multi-beam drawing apparatus can be improved. Note that. Here, in order to simplify the explanation, a 3 × 3 array of electron beams is used. However, even in the case of a 100 × 100 array having a larger electron beam, the drawing area can be similarly corrected. .

次に、第2の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。   Next, a more specific embodiment of the second embodiment will be described.

(実施形態2−1)
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。各電子ビーム光学系の構成は前記図26と同様である。
(Embodiment 2-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in the present embodiment is as shown in FIG. The configuration of each electron beam optical system is the same as that shown in FIG.

本描画装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は80mm角であり、10mmピッチで8×8個、計64個の電子ビーム光学系が配置されている。ビーム偏向系は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビーム光学系の描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。   The accelerating voltage of the drawing apparatus is 10 kV. Further, the possible drawing range is 80 mm square, and 8 × 8, a total of 64 electron beam optical systems are arranged at a pitch of 10 mm. The beam deflection system has a main / sub-stage configuration by electrostatic deflection, and the size of each deflection region is 500 μm for the main deflection and 100 μm for the sub-deflection. The drawing area of each electron beam optical system is ± 5 mm centered on the electron gun, and this drawing area is drawn with 400 main deflection areas.

マーク位置の検出を行うと、その情報は制御計算機に送られ、記憶される。マーク検出後に、記憶されたマーク位置情報に基づき、各基準マークの位置ずれを計算する。その後、各電子ビーム光学系の描画領域の位置を補正し、制御回路にその補正情報を送る。描画の際には、制御計算機から、描画データが各電子ビーム光学系の描画制御回路に送られるが、この時描画領域の補正データを基に描画位置の補正を行う。   When the mark position is detected, the information is sent to the control computer and stored. After the mark detection, the positional deviation of each reference mark is calculated based on the stored mark position information. Thereafter, the position of the drawing area of each electron beam optical system is corrected, and the correction information is sent to the control circuit. At the time of drawing, the drawing data is sent from the control computer to the drawing control circuit of each electron beam optical system. At this time, the drawing position is corrected based on the correction data of the drawing area.

ステージ上には、図14と同様にビーム調整用マークが設けられている。図14は3×3のアレイで表現されているが、このマークは各電子ビーム光学系と一対を成すように対応して8×8個あり、各電子ビーム光学系の描画領域内に1個設けた。マークの形状は、前記図27に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんで形成した。マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。   On the stage, a beam adjustment mark is provided as in FIG. Although FIG. 14 is represented by a 3 × 3 array, there are 8 × 8 marks corresponding to each electron beam optical system so as to form a pair, and one mark is provided in the drawing region of each electron beam optical system. Provided. The mark has a cross shape as shown in FIG. 27, and was formed by digging a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm.

本実施形態においては、80mm角のフォトマスクの描画を行った。まず、各電子ビーム光学系において、それぞれの基準マークを用いて、主・副偏向領域の歪み補正を行った。次いで、各電子ビーム光学系の描画領域の補正は、以下のように行った。   In the present embodiment, an 80 mm square photomask is drawn. First, in each electron beam optical system, distortion correction of the main and sub deflection regions was performed using the respective reference marks. Next, the drawing area of each electron beam optical system was corrected as follows.

1)まず、各電子ビーム光学系の中心付近にマークを移動し、マーク位置の検出を行う。 1) First, the mark is moved near the center of each electron beam optical system, and the mark position is detected.

2)次いで、図18(a)に示すように電子ビーム光学系のピッチ分(10mm)だけ、Y方向にマークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。なお、図中の51は電子銃、52は1つの電子銃による描画領域である。 2) Next, as shown in FIG. 18A, the mark is moved in the Y direction by the pitch (10 mm) of the electron beam optical system, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. In the figure, 51 is an electron gun, and 52 is a drawing region by one electron gun.

3)今度は、2)と逆方向に−10mmステージを移動し、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。これにより、列毎の基準マーク位置のXY方向のずれ量を求めることができる。ここでは、図18(b)に示すように、図中の53で示す1行目の各電子ビーム光学系を基準として、列方向の基準マークの位置を算出した。 3) Next, move the stage by −10 mm in the opposite direction to 2), and measure the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system. Thereby, the deviation | shift amount of the XY direction of the reference mark position for every row | line can be calculated | required. Here, as shown in FIG. 18B, the position of the reference mark in the column direction is calculated with reference to each electron beam optical system in the first row indicated by 53 in the figure.

4)次に、ステージを元に戻し、X方向もY方向と同様に10mmだけ、マークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。 4) Next, the stage is returned to the original position, the mark is moved by 10 mm in the X direction as in the Y direction, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured.

5)3)と同様に、反対方向に10mmステージを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マーク位置を測定する。ここでは、1列目の各電子ビーム光学系を基準として、行方向の基準マークの位置を算出した。 5) As in 3), the 10 mm stage is moved in the opposite direction, and the reference mark position of the adjacent electron beam optical system is measured. Here, the position of the reference mark in the row direction was calculated using each electron beam optical system in the first column as a reference.

6)上記1)〜5)の操作によって、各基準マークの相対的位置を求めることができた。 6) The relative positions of the respective reference marks could be obtained by the operations 1) to 5).

7)基準マークの相対的な位置ずれを相殺するように、図17と同様に、各電子ビーム光学系の描画領域位置を計算した。 7) The drawing area position of each electron beam optical system was calculated in the same manner as in FIG. 17 so as to cancel the relative positional deviation of the reference marks.

8)上記の計算結果は、各電子ビーム光学のビーム偏向歪みの測定データをもとに、各電子ビーム光学のビーム偏向のデータに変換し、制御回路に記憶した。 8) The above calculation results were converted into beam deflection data for each electron beam optics based on the measurement data of the beam deflection distortion of each electron beam optics and stored in the control circuit.

実際の描画では、フォトマスクの描画データは、予め制御計算機内で各電子ビーム光学系の描画領域にあわせて分割しておく。   In actual drawing, the drawing data of the photomask is previously divided in accordance with the drawing area of each electron beam optical system in the control computer.

主偏向領域毎に各電子ビーム光学系に描画データを転送すると、制御回路ではステージを移動するとともに、送られてきた描画データに予め記憶されている描画位置の補正データを加えて、描画を行う。このようにして、主偏向領域毎にステージを動かし、8×8個の電子光学系で同時に描画を行った。   When drawing data is transferred to each electron beam optical system for each main deflection area, the control circuit moves the stage and performs drawing by adding correction data of the drawing position stored in advance to the sent drawing data. . In this way, the stage was moved for each main deflection area, and drawing was performed simultaneously with 8 × 8 electron optical systems.

上記のようにして描画を行った結果、各電子ビーム光学系の描画領域境界において、つなぎ精度を改善され、高精度な描画を行うことができた。また、各電子ビーム光学系のビーム偏向歪みの調整や、マーク検出は各電子ビーム光学系毎に行えば良いので、マルチビーム描画装置のビーム調整に要する時間を大幅に短縮することができた。   As a result of drawing as described above, the joining accuracy was improved at the drawing region boundary of each electron beam optical system, and high-precision drawing could be performed. In addition, since adjustment of the beam deflection distortion of each electron beam optical system and mark detection may be performed for each electron beam optical system, the time required for beam adjustment of the multi-beam drawing apparatus can be greatly shortened.

なお、上記実施形態では電子ビームを8×8個のアレイとしたが、本発明は電子ビームのアレイ数を限定するものではない。実施形態で示した以外にも、電子ビームのアレイ数が100×100個の電子ビーム描画装置で利用することも可能である。また、本発明は描画装置や描画方法を限定するものものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって、複数に分割するタイプの描画装置にも、応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。   In the above embodiment, an array of 8 × 8 electron beams is used. However, the present invention does not limit the number of electron beam arrays. In addition to those shown in the embodiment, the present invention can be used in an electron beam drawing apparatus having an electron beam array number of 100 × 100. Further, the present invention does not limit the drawing apparatus or the drawing method. In addition to the embodiments described above, the present invention can be applied to a drawing apparatus that divides a single beam into a plurality of parts by an aperture, for example. Further, the present invention does not limit the shape or type of the mark. In addition to the above-described embodiment, for example, a convex mark using heavy metal can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。各々の電子ビーム光学系は図24のように、隣合う電子ビーム光学系の描画領域と重なる範囲を描画領域とする。その際、2領域が重なった部分は2分の1、4領域が重なった部分は4分の1の照射量で描画するよう照射量補正を行う。これらの工程により描画精度を向上させることが可能となる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 24, each electron beam optical system has a drawing area that overlaps with a drawing area of an adjacent electron beam optical system. At that time, the dose correction is performed so that the portion where the two regions overlap is drawn with a half, and the portion where the two regions overlap with each other is drawn with a dose of 1/4. These steps can improve the drawing accuracy.

次に、第3の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。   Next, a more specific embodiment of the third embodiment will be described.

(実施形態3−1)
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本描画装置は、各電子ビーム源が各々の描画領域の左上端にあるときを基準位置とする。
(Embodiment 3-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in the present embodiment is as shown in FIG. The drawing apparatus sets the reference position when each electron beam source is at the upper left end of each drawing area.

図19(a)に示すように、試料101にはビーム調整用マーク103が設けられている。マークの形状は、図19(b)に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによってSi基板を彫り込んで形成した。マークの大きさは片側10μm、幅は1μm、深さは2μmである。   As shown in FIG. 19A, the sample 101 is provided with a beam adjustment mark 103. The mark has a cross shape as shown in FIG. 19B, and is formed by engraving a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 10 μm on one side, the width is 1 μm, and the depth is 2 μm.

本描画装置における描画可能範囲は、154mm角であり、50mmピッチで3×3基、計9基の電子ビーム源が配置されている。ビームは主副2段偏向であり、それぞれの偏向領域の大きさは、主偏向が6mm、副偏向が2mmである。各ビームの描画領域は、荷電ビーム源を中心に±27mmである。描画領域を主偏向領域81個に分割して描画することになる。   The drawing possible range in this drawing apparatus is a 154 mm square, and a total of nine electron beam sources are arranged at a pitch of 50 mm, 3 × 3. The beam is main and sub two-stage deflection, and the size of each deflection region is 6 mm for main deflection and 2 mm for sub-deflection. The drawing area of each beam is ± 27 mm with the charged beam source as the center. The drawing area is divided into 81 main deflection areas for drawing.

本実施形態では、150mm角のフォトマスクを描画した。描画に先立って、1枚のマスクを複数の電子ビーム源で描画するよう、マスクデータの変換を行った。副偏向領域単位で多重描画を行うものとし、まずマスクデータを各電子ビーム源のピッチで9個の領域に分割した。この周囲に図20のように副偏向領域1つ分の幅のデータを加え、電子ビーム源1基分の描画データとする。このデータを主偏向領域に分割、さらに副偏向領域に分割し、ビットデータに変換する。なお、図中の71はマスクの大きさ、72は描画領域、73は主偏向領域、74は副偏向領域である。   In the present embodiment, a 150 mm square photomask is drawn. Prior to drawing, mask data was converted so that one mask was drawn with a plurality of electron beam sources. Assume that multiple writing is performed in units of sub-deflection areas. First, the mask data is divided into nine areas at the pitch of each electron beam source. Around this area, data having a width corresponding to one sub-deflection area is added as shown in FIG. 20 to obtain drawing data for one electron beam source. This data is divided into main deflection areas, further divided into sub deflection areas, and converted into bit data. In the figure, 71 is the size of the mask, 72 is the drawing area, 73 is the main deflection area, and 74 is the sub-deflection area.

データ変換の際、図21の81,82,83,84の部分のように通常の露光量で描画される領域とは別に、2重に描画される領域(図中85,86,87,88,89)、4重に描画される領域(図中810,811)には照射量設定用のデータを持たせた。即ち、2領域が重なった部分は2分の1、4領域が重なった部分は4分の1の照射量で描画するよう照射量補正を行う。これにより、多重描画を行った領域においても、照射量は重なりのない領域と同等となった。   At the time of data conversion, areas drawn twice (85, 86, 87, 88 in the figure) apart from areas drawn with normal exposure amounts, such as 81, 82, 83, 84 in FIG. , 89) The area for quadruple drawing (810, 811 in the figure) was given data for setting the dose. In other words, the dose correction is performed so that the portion where the two regions overlap is drawn by half, and the portion where the two regions overlap is drawn with a dose of 1/4. As a result, even in the region where multiple drawing was performed, the irradiation amount was equivalent to the region where there was no overlap.

続いて、各荷電ビームの偏向歪み調整を行った。偏向歪み調整は以下のように行った。   Subsequently, the deflection distortion of each charged beam was adjusted. The deflection distortion was adjusted as follows.

1)図22に示すように、6mmの主偏向領域を500μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マークが来るようにステージを移動させる。なお、図中の121は主偏向領域、122は基準マークである。   1) As shown in FIG. 22, the main deflection area of 6 mm is divided into a 500 μm mesh, and the stage is moved so that the reference mark comes on the lattice point. In the figure, 121 is a main deflection area, and 122 is a reference mark.

2)9個のビームについて、順次ビームを偏向し、マーク位置を検出する。   2) For the nine beams, the beam is sequentially deflected to detect the mark position.

3)基準マークを移動させ、1)〜2)の操作を繰り返し行う。   3) Move the reference mark and repeat the operations 1) to 2).

4)1)〜3)と同様の操作を、大きさ2mm角の副偏向領域についても行う。メッシュのサイズは50μmとした。   4) The same operation as in 1) to 3) is performed for the sub-deflection area having a size of 2 mm square. The mesh size was 50 μm.

続いて、描画を行った。まず、ステージを基準位置に移動させ、各荷電ビーム源の第一の主偏向領域の描画を行った。まず、図23の図中91のように主偏向領域の描画を行い、次いでステージを右方向に6mm移動させ、同様にして第2の主偏向領域の描画を行った。以下、図中92に従って、順次描画を行った。   Subsequently, drawing was performed. First, the stage was moved to the reference position, and the first main deflection area of each charged beam source was drawn. First, the main deflection area was drawn as indicated by 91 in FIG. 23, and then the stage was moved 6 mm to the right, and the second main deflection area was similarly drawn. Thereafter, drawing was sequentially performed according to 92 in the figure.

以上実施の結果、各荷電ビーム源の偏向境界領域においてもつなぎ精度よくパターンを形成することができた。   As a result of the above, a pattern can be formed with high accuracy in the deflection boundary region of each charged beam source.

なお、本発明は描画装置や描画方法を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって複数に分割するタイプの描画装置にも応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。   Note that the present invention does not limit the drawing apparatus or the drawing method. In addition to the above-described embodiment, the present invention can be applied to a drawing apparatus that divides one beam into a plurality of parts by an aperture, for example. Further, the present invention does not limit the shape or type of the mark. In addition to the above-described embodiment, for example, a convex mark using heavy metal can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

参考例に係わる電子ビーム描画装置の光学系を示す図。The figure which shows the optical system of the electron beam drawing apparatus concerning a reference example. 複数のビームでマーク検出を行った場合の効果を示す図。The figure which shows the effect at the time of performing mark detection with a some beam. 参考例1−1に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the electron beam drawing apparatus concerning the reference example 1-1. 参考例1−1におけるビーム調整用マークの形状を示す図。The figure which shows the shape of the mark for beam adjustment in the reference example 1-1. 参考例1−2に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the electron beam drawing apparatus concerning the reference example 1-2. 参考例1−2におけるチップと位置合わせマークとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the chip | tip and the alignment mark in the reference example 1-2. 参考例1−3におけるコリメータの構造を示す図。The figure which shows the structure of the collimator in the reference example 1-3. 参考例1−3における電子ビーム光学系とコリメータの配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the electron beam optical system and collimator in Reference Example 1-3. 第1の実施形態による描画方法の手順を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure of a drawing method according to the first embodiment. 実施形態1−1における電子ビーム光学系のグループ化の手順を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a grouping procedure of electron beam optical systems according to Embodiment 1-1. 実施形態1−1における電子ビーム光学系のグループ化の手順を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a grouping procedure of electron beam optical systems according to Embodiment 1-1. グループ化された電子ビームの様子を示す図。The figure which shows the mode of the grouped electron beam. 計算機プログラム上で再現したマルチビーム描画装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the multi-beam drawing apparatus reproduced on the computer program. 第2の実施形態におけるマーク検出の様子を示す図。The figure which shows the mode of the mark detection in 2nd Embodiment. 基準マークの位置測定方法を示す図。The figure which shows the position measuring method of a reference mark. 基準マークの位置測定方法を示す図。The figure which shows the position measuring method of a reference mark. 描画位置補正の効果を説明するための図。The figure for demonstrating the effect of drawing position correction | amendment. 実施形態2−1における基準マークの位置測定方法を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a reference mark position measuring method according to Embodiment 2-1. ステージ上のビーム調整マーク及びその位置を示す図。The figure which shows the beam adjustment mark on a stage, and its position. 電子ビーム源弦1基当たりの描画領域を示す図。The figure which shows the drawing area | region per electron beam source string. 各電子ビーム源の描画領域の重なりを示す図。The figure which shows the overlap of the drawing area | region of each electron beam source. 偏向歪み調整の際の主偏向領域の分割を示す図。The figure which shows the division | segmentation of the main deflection area | region in the case of deflection distortion adjustment. 描画領域内での描画の順序を示す図。The figure which shows the order of drawing in a drawing area. 多重描画の一例を示す図。The figure which shows an example of multiple drawing. ビーム偏向歪みを示す図。The figure which shows beam deflection distortion. 従来の電子ビーム光学系を示す図。The figure which shows the conventional electron beam optical system. マークの平面形状及び断面形状を示す図。The figure which shows the planar shape and cross-sectional shape of a mark. マーク検出の様子を示す図。The figure which shows the mode of a mark detection. 複数のビームでマーク検出を行った場合の問題点を示す図。The figure which shows the problem at the time of performing mark detection with a some beam. マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の描画方法を示す図。The figure which shows the drawing method of the electron beam drawing apparatus of a multi-beam system. 理想的な基準マークの配置と現実に想定されるマークの位置ずれの様子を示す図。The figure which shows the mode of arrangement | positioning of the ideal reference mark, and the position shift of the mark assumed in reality. 基準マークの位置ずれによる描画領域の位置ずれの様子を示す図。The figure which shows the mode of the position shift of the drawing area by the position shift of a reference | standard mark. 電子ビーム光学系の描画領域境界における位置ずれの様子を示す図。The figure which shows the mode of the position shift in the drawing area | region boundary of an electron beam optical system.

符号の説明Explanation of symbols

1…電子銃
2a,2b,2c…ビーム調整用レンズ系
3…ブランキング用偏向器
4…ブランキングアパーチャ
5a,5b…ビーム偏向系
6…反射電子検出器
7…電子ビーム
8…対応するマークからの反射電子
9…他のマークからの反射電子
10…基準マーク
11,23…コリメータ
13…電子ビーム光学系
14…試料
15…試料室
16…ステージ
17…基準マーク
18…制御回路
19…制御計算機
24…チップアライメントマーク
25…チップ
26…ウェハ
27…ウェハアライメントマーク
28…電子ビームの通過穴
29…反射電子のための開口部
30…描画領域
31…遮蔽板(コリメータ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun 2a, 2b, 2c ... Beam adjustment lens system 3 ... Blanking deflector 4 ... Blanking aperture 5a, 5b ... Beam deflection system 6 ... Reflected electron detector 7 ... Electron beam 8 ... From corresponding mark Backscattered electrons 9 ... Backscattered electrons from other marks 10 ... Reference mark 11, 23 ... Collimator 13 ... Electron beam optical system 14 ... Sample 15 ... Sample chamber 16 ... Stage 17 ... Reference mark 18 ... Control circuit 19 ... Control computer 24 ... chip alignment mark 25 ... chip 26 ... wafer 27 ... wafer alignment mark 28 ... electron beam passage hole 29 ... reflected electron opening 30 ... drawing area 31 ... shielding plate (collimator)

Claims (4)

複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置において、
複数の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群と、前記試料台上の移動により基準マーク群を移動する手段と、移動した基準マークに荷電ビームを走査し、各基準マークの位置を測定する手段と、測定された各基準マークの相対的な位置関係を記憶する手段と、記憶された各基準マークの相対的な位置関係に基づき各荷電ビームの描画領域の位置を補正する手段と、補正された描画位置に基づいて描画を行う手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビーム描画装置。
In a multi-beam type charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems,
A reference mark group provided on the sample stage corresponding to a plurality of charged beam optical systems, means for moving the reference mark group by movement on the sample stage, and scanning the charged beam on the moved reference mark, Means for measuring the position of each reference mark, means for storing the relative positional relationship of each measured reference mark, and the drawing region of each charged beam based on the stored relative positional relationship of each reference mark A charged beam drawing apparatus comprising: means for correcting a position; and means for drawing based on the corrected drawing position.
複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置であって、各々の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群を用いて描画位置の補正を行う荷電ビーム描画方法において、
複数の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行う工程と、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行う工程と、基準マーク群の相対的な位置関係を計算する工程と、該計算結果に基づき、各荷電ビーム光学系の描画領域の位置を補正する工程と、該補正された描画位置に描画を行う工程とを含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。
A multi-beam type charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, wherein a drawing position is corrected using a reference mark group provided on a sample stage corresponding to each charged beam optical system. In the charged beam drawing method,
A step of performing mark position detection with a plurality of charged beam optical systems, a step of performing mark position detection using a reference mark of an adjacent charged beam optical system, a step of calculating a relative positional relationship between reference mark groups, A charged beam drawing method comprising: a step of correcting a position of a drawing region of each charged beam optical system based on the calculation result; and a step of drawing at the corrected drawing position.
複数の荷電ビーム源を用いて描画を行うマルチビーム方式の荷電ビーム描画方法において、
各々の荷電ビーム光学系に対して、試料上に設けられた基準マークを用いて予め各ビーム光学系の偏向歪みを調整する工程と、
前記偏向歪みが調整された各ビーム光学系のうち、隣接するビーム光学系の偏向境界領域が互いに重なり領域を持つよう描画する工程と、
を含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。
In a multi-beam type charged beam drawing method for drawing using a plurality of charged beam sources,
Adjusting the deflection distortion of each beam optical system in advance using a reference mark provided on the sample for each charged beam optical system;
Of the beam optical systems in which the deflection distortion is adjusted, drawing so that the deflection boundary regions of adjacent beam optical systems have overlapping regions ;
Charged beam lithography method, which comprises a.
前記重なり領域の照射量補正を行うことを特徴とする請求項3記載の荷電ビーム描画方法。   The charged beam drawing method according to claim 3, wherein the dose correction of the overlapping region is performed.
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